CN109690948A - 用于低功率张弛振荡器的方法和装置 - Google Patents

Abstract

在所描述的示例中，装置(200)包括：电容器(230)，其具有经耦合以接收电流的第一端子并且具有耦合到接地的第二端子；第一比较器(240)，其耦合到电容器(230)的第一端子处的电压并且耦合到第一参考电压(260)；第二比较器(242)，其耦合到电容器(230)的第一端子处的电压并且耦合到不同于第一参考电压(260)的第二参考电压(262)，并且具有耦合到第一比较器(240)的输出的使能输入；放电电路(216)，其耦合到电容器(230)并由第二比较器(242)的输出使能；以及切换电路(246)，其耦合到第二比较器(242)的输出。

Description

用于低功率张弛振荡器的方法和装置

技术领域

本发明总体涉及振荡器电路，更具体地涉及用于精确的、温度稳定的低功率RC振荡器的方法和装置。

背景技术

振荡器是通常将能量转换为周期信号的电子电路。振荡器通常提供重复恒定或高度规则的频率信号，例如时钟信号。振荡器的输出可以是各种波形，包括正弦波、三角波或方波。振荡器的品质由占空比、热稳定性以及最近由功耗来描述。占空比涉及信号高于阈值的时间量。热稳定性指示振荡器在其操作温度范围内经历多少频率漂移。功耗是功率管理的一部分，在当今电池供电的移动设备时代，振荡器的功耗非常重要。振荡器趋向于连续运行，即使在电路的其它部分处于休眠模式时，也会消耗功率，使振荡器的功耗对电路中的功率降低至关重要。

振荡器至少包括以下两种类型：调谐振荡器；以及张弛振荡器。虽然调谐振荡器在高功率和高精度应用中具有它们的用途，但是张弛振荡器电路是集成电路中振荡器的良好候选者，因为张弛振荡器需要很小的硅面积，可以完全在集成电路上制造，并且既不需要晶体也不需要电感器来操作。

张弛振荡器通过将电容器充电到阈值电压V_T来工作。当电容器充电到电压V_T时，电容器放电，并且该过程重复。电容器通常从通过电阻器耦合的DC电压源充电。RC时间常数确定张弛振荡器输出的频率。使用RC网络确定其频率的简单张弛振荡器可能容易发生频率漂移，因为电阻和电容值随温度而变化。集成电路过程中常用的组件是正温度系数电阻器(RTP)和负温度系数电阻器(RTN)。通过使用串联或并联的RTN电阻器和RTP电阻器，可以使总电阻值的温度偏差在温度范围内更加稳定。

图1示出了传统张弛振荡器的框图。低功率振荡器(LPO)100是张弛设计，其使用电容器104和电阻器108来产生斜坡电压。比较器110以节点115上的电压触发，并且比较器的输出耦合到一对NAND门并且耦合到最终反相缓冲器120。基于无缓冲的LPO输出，由电阻器R3和R2的值设置节点115的比较器参考电压。通电开关(PWD)102通常断开，允许LPO振荡。在开路状态下，这对NAND门作为反相器工作。当PWD被断言时，NAND门输出都变低，迫使LPO的最终输出由于反相缓冲器120而变为恒定的高。

在张弛振荡器100中，比较器110基于电阻器R2和R3的比率提供可靠的触发。当电阻器R2和R3在集成电路上彼此非常接近时，该比率可以很好地跟踪过程和温度变化。通过由一对电阻器并联，第一电阻器作为RTN并且第二电阻器作为RTP电阻器来制成电阻器，可以进一步改善斜坡电压的RC时间常数的稳定性，这些电阻器通常可用于各种半导体制造过程。从触发事件到比较器输出改变的延迟(delay)时间也随功率和温度而变化。增加功率可以缩短比较器延迟(减少等待时间(latency))并降低对温度的依赖性。然而，这种方法增加了功耗。需要具有改善的热稳定性和降低的电流消耗的振荡器。

发明内容

在所描述的示例中，一种装置包括：电容器，其具有经耦合以接收电流的第一端子，并且具有耦合到接地的第二端子；第一比较器，其耦合到电容器的第一端子处的电压并且耦合到第一参考电压；第二比较器，其耦合到电容器的第一端子处的电压，并且耦合到大于第一参考电压的第二参考电压，并且具有耦合到第一比较器的输出的使能输入；放电电路，其耦合到电容器并由第二比较器的输出使能；以及切换电路(toggle circuit)，其耦合到第二比较器的输出。

附图说明

图1是传统张弛振荡器的框图。

图2是用于低功率张弛振荡器的示例布置的框图。

图3A、图3B、图3C和图3D是来自图2的张弛振荡器的波形。

图4是形成示例实施例的附加的方面的方法的流程图。

具体实施方式

除非另外指出，否则附图中的对应数字和符号通常指代对应的部分。附图不一定按比例绘制。

在本说明书中，术语“耦合”可以包括与中间元件建立的连接，并且在“耦合”的任何元件之间可以存在附加的元件和各种连接。

随着电池供电的电子器件的普及，低功率组件和子***对于延长电池供电设备的操作时间是必不可少的。振荡器设计在降低功耗方面经常是重要的，因为振荡器经常在其它电路子***处于休眠模式时运行。张弛振荡器是低功率振荡器(LPO)的良好设计选择，因为其成本相对较低且易于在标准IC过程中实施。在张弛振荡器设计中使用比较器通过以已知电压触发振荡器来改善频率精度；然而，由于触发事件和输出改变之间的延迟随温度和比较器功率而变化，因此比较器中的等待时间可能是造成不必要的频率漂移的原因。较高功率的比较器可以减少等待时间和热变化，但代价是较高的电流消耗。

在示例实施例的一个方面，示例布置使用一对比较器来检测斜坡电压，同时还减少所消耗的功率量。通过使用第一比较器作为第二比较器的使能电路来实现功率降低。第一比较器是低功率设计。在一个示例中，第一比较器被提供具有小于1微安的偏置电流。当第一低功率比较器触发时，它使能(enable)第二比较器。第二比较器是高功率、低等待时间比较器，其仅在短暂的时间内有效。第二比较器的高偏置功率提供低等待时间，导致振荡器在热操作范围内的频率变化可忽略不计。

图2是用于低功率张弛振荡器200的示例实施例的示例方面的框图。在图2中，张弛振荡器200包括：FET 210、212、214、216，电阻器220、222、224，电容器230，比较器240和242，反相器244，触发器246和电流源248。

FET 210、212和214形成电流镜，其相应栅极端子耦合在一起。这些FET的源极端子耦合到节点250处的电源。FET 210的栅极端子耦合到FET 210的漏极端子并且耦合到电流源248的端子。电流源的第二端子耦合到接地节点252。电阻器222和224并联耦合到接地节点252，并且每个电阻器的第二端子耦合在节点260处。还耦合到节点260的是电阻器220的端子和比较器240的反相输入。电阻器220的第二端子在节点262处耦合到FET 212的漏极和比较器242的反相端子。

仍然参考图2，电容器230具有耦合到接地节点252的一个端子，并且电容器的第二端子以及比较器240和242二者的非反相端子耦合到节点264。还耦合到节点264的是FET216的漏极端子，FET 216的源极端子耦合到接地节点252。比较器240的输出在节点266处耦合到比较器242的使能端子。比较器242的输出在节点268处耦合到FET 216的栅极端子。触发器246的反相和非反相时钟输入耦合到节点268。触发器246的输入耦合到反相器244的输出端子，并且触发器的输出耦合到反相器244的输入。触发器246的输出是振荡器200的输出。将在标记为OUT的输出节点处产生方波输出信号。

在包含张弛振荡器200中的组件的集成电路的制造中，尺寸匹配和物理接近或协同定位(co-location)有助于确保一些组件的近似相同的电特性和/或热经历。例如，FET212和214的尺寸匹配并且协同定位于集成电路上以形成匹配电流镜。电容器230实现为金属对金属型电容器，其固有地随温度变化很小。形成在顶层金属上，电容器230可以被激光微调(trim)到所需的值，使得在整个晶片上，张弛振荡器可以具有一致的频率而不管工艺的可变性。在另一示例布置中，电容器230可以由许多金属层(level)形成，并且不用激光微调。在这种方法中，多个FET与微调电容器串联布置，并且在FET关闭时可以将电容器短接到地，或者在FET打开时可以允许电容器浮动，从而提供可调节的值。在示例布置中，将电容器230调节到接近一皮法以确保一致的频率。第一比较器240是一直运行的超低功率比较器。第二比较器242是高功率比较器，其被使能的时间短。与总时钟周期相比，高功率比较器242在触发事件和输出切换之间具有非常快的等待时间，使得在操作温度范围内，等待时间的任何变化相对于总时钟周期可忽略不计。与高功率比较器240相比，低功率比较器242具有更长的等待时间，但是由于低功率比较器242仅用于导通高功率比较器240，因此其等待时间和由于温度引起的任何延迟都未反映在张弛振荡器频率中。低功率比较器240的阈值被设置得足够低，使得低功率比较器240有时间在节点264处的电压达到较高功率振荡器242的较高阈值之前使能较高功率振荡器242。随着节点264处的电压超过低功率比较器的较低阈值，当低功率振荡器240改变状态时，输出节点OUT不改变值，因此低功率比较器不影响张弛振荡器频率。较高功率比较器242由较低功率比较器240使能并且较高功率比较器242等待直到节点264处的电压超过较高阈值才改变输出状态并影响节点OUT处的输出。电阻器222具有正温度系数(RTP)，并且电阻器224具有负温度系数(RTN)。电阻器调配通常可用于集成电路过程中，以构建RTP和RTN电阻器。电阻器222和224共同定位并具有相同的电阻值，从而在操作温度范围内产生与温度无关的电阻。FET 216的尺寸设计成能够使完全充电的电容器230快速放电。

除非另有注明，本文描述的所有电压都相对于接地节点252。为了设置内部偏置电压，电流源248由电流镜配置建立通过FET 212的电流。流过FET 212的电流产生节点262和260处的电压。节点262处的电压高于节点260处的电压，并且在示例布置中，节点262和节点260之间的电压差约为十分之一伏特。常导通、低功率比较器240使用来自较低电压节点260的电压作为其触发电压。高功率比较器242使用来自较高电压节点262的电压作为其触发电压。电阻器220和并联电阻器222、224的有效电阻成为近似值为(220的电阻+222||224的电阻)的电阻器。该电阻器应该是热稳定的。电流源248中的任何热变化将被节点264处的电压的相同热不稳定性抵消，并且比较器差将抵消热变化。

为了在张弛振荡器200中形成斜坡电压，利用通过FET 214的电流对电容器230进行充电。FET 214和FET 212在制造期间协同定位并且具有相同的尺寸从而产生电流镜配置，使得在FET 212和FET 214中的电流幅度相同。随着电容器230充电，节点264处的电压增加。当节点264等于节点260的电压时，低功率比较器240触发，使能高功率比较器242。电容器230继续充电并且节点264处的电压继续增加。当节点264处的电压等于节点262的电压时，高功率比较器242触发，导致比较器242的输出变高，也将节点268驱动为高。在节点268为高的情况下，触发器246被时钟控制(clocked)，并且输出节点OUT处的电压切换(toggle)形成时钟边沿。另外，节点268变高的结果是，FET 216导通并使电容器230放电到接地节点252。随着电容器230放电，节点264处的电压接近接地电压，导致比较器240和242二者的重置。低功率比较器240的重置关断了高功率比较器242，从而为张弛振荡器200节省功率。相同的充电/放电过程重复地继续并创建振荡器动作。振荡器200将在输出节点OUT处具有方波输出信号，具有大约50％的占空比。

当需要比较器242以精确地检测节点264的上升电压时，使用低功率比较器240以使高功率比较器242使能短的时间，在节点264的电压增加的同时在大部分时间都节省功率。在示例布置中，低功率比较器240被偏置在200nA并且高功率比较器242被偏置在5,000nA。25：1电流比导致低功率张弛振荡器200与传统振荡器相比的显着改进。在布置电阻器220、222和224的值时，注意确保在操作温度范围内，比较器240足够早地及时使能高功率比较器242以检测节点264处的电压何时等于节点262处的电压。对于以大约10千赫兹运行的示例布置，电阻器220约为五十万欧姆，并且电阻器222和224各自约为二百万欧姆。同样在示例布置中，电流源248被设置在50nA，并且镜像的FET 212和214各自汲取约200nA。

在示例张弛振荡器200中，示例实施例的若干方面减少了振荡器输出频率中的频率漂移。示例张弛振荡器200中的FET 210、212和214的电流镜布置确保电容器230以线性速率充电，而不是以在利用耦合到电压源的电阻器充电的电容器中建立的指数充电曲线充电。除去电容器充电中的电阻器改善了温度独立性，减少频率漂移。使用高功率比较器242来检测触发电压有助于降低温度灵敏度，因为与将节点264充电到节点262的电压的时间相比，由于高功率比较器242的温度引起的等待时间变化非常小。节点262处的电压在某种程度上与RTP和RTN电阻器222和224的配对的热变化无关。由于电阻器220的组成，节点262处的电阻可随温度略微变化。然而，在低功率示例张弛振荡器200中，利用标准电阻器调配实现了小于2％的频率漂移。布置由电阻器220以及222和224的并联电阻形成的有效电阻，其近似为(220的电阻+222||224的电阻)，使得电阻最佳地热稳定。

在形成示例实施例的另一个方面的附加布置中，如果***中没有现成可用的另一个电流源，则可使用电阻器(图3中未示出)来创建电流源248。由于节点262和264的差分电压关系，可以消除通过FET 210的电流的变化。

如图2中的周围虚线边界200所指示，振荡器200可以实施为单个独立集成电路。在示例实施例的替代方面，振荡器200可以在诸如片上***(SOC)或集成电路上的***(SOIC)的集成电路上形成有附加组件。在更进一步的替代布置中，形成图2中的振荡器200的组件可以被形成为模块或印刷电路板上的分立组件。可以使用多芯片模块和堆叠管芯封装。

图3A、图3B、图3C和图3D是来自图2的张弛振荡器的波形。在图3A、图3B、图3C和图3D中的每个中，水平轴或x轴绘制时间向右增加。图3A、图3B、图3C和图3D中的每个的垂直轴或y轴绘制电压向上增加。图3A、图3B、图3C和图3D的四个定时波形对应于图2中的低功率张弛振荡器电路200中的电压。

在图3A中，绘制了节点264处的电容器电压。在图3B中，绘制了节点266上的低功率比较器的输出。在图3C中，绘制了节点268上的较高功率比较器的输出。在图3D中，绘制节点OUT处的振荡器输出。在图3A中，利用虚线指示两个电压电平，其是对应于节点262的较高电压和对应于节点260的较低电压。

在操作中，在图3D中，从左侧开始，输出OUT为低，并且如图3A中所示，电容器节点264放电，节点264处的信号示出了图2的电容器230充电，如由信号264的电压斜坡所指示的。当节点264处的电压等于或超过节点260处的电压时，来自图2的低功率比较器240的输出变为有效。这由箭头302指示，并且节点266处的波形变高。现在使能高功率比较器242并开始操作并消耗电流。图3A中的节点264处的波形继续增加电压，而在图3B中的波形示出了节点266处的电压是有效的。当(图3A中)节点264处的电压等于或超过节点262处的电压时，图2的高功率比较器242如箭头304和图3C中绘制的波形所指示的那样被触发，节点268处的电压转换为高。作为比较器242触发的结果，图2的触发器246被切换。输出信号OUT切换到其高状态，如图3D中的区域306附近所示。比较器242切换的另一个结果是图2的FET 216导通并且使电容器230放电，如由图3A中的波形所指示的，示出节点264处的电压和由箭头308所示的电压降。充电和放电循环继续，唯一的变化是在随后的触发268时，输出信号OUT切换回低状态，如图3D中箭头310所指示。

图4是形成示例实施例的附加方面的方法的流程图。在图4中，方法400开始于步骤410，加电。加电时，第一比较器正在运行且其输出为低，第二高功率比较器未运行且其输出为低且电容器放电。

该方法转换到步骤412，其中电容器正在充电。然后，该方法转换到步骤414处的判定块。在步骤414处，将电容器两端的电压和第一阈值电压之间进行比较。如果比较为假，则该方法返回到步骤412并且电容器继续充电。如果比较为真，则方法转换到步骤416。

在步骤416中，导通高功率比较器(图2中的242)。通过在电容器充电阶段的第一部分期间延迟该高功率比较器的导通，降低了功耗。通过使用高功率比较器完成电压比较，由于温度依赖于比较器等待时间而引起的频率漂移可忽略不计。

在步骤416使能高功率比较器之后，该方法转换到步骤417，并且电容器(例如图2中的230)继续充电。在步骤418，示出了第二判定块，其中将电容器两端的电压与高于第一阈值的第二阈值电压进行比较。如果不满足第二阈值，则该方法然后转换回步骤417，其中电容器继续充电。如果超过第二阈值，则步骤418处的比较为真，并且方法转到步骤420。

在步骤420，触发器切换并且输出信号改变状态，电容器被放电。此时，低功率比较器处的电压不满足，并且低功率比较器重置，导致低功率比较器的输出变低。低功率比较器的低输出关断高功率比较器。高功率比较器输出变低。

然后，该方法返回到步骤412并重复。在步骤420处，每当触发器切换时输出信号都改变状态，因此输出信号是具有大约50％占空比的方波。可以在输出处使用逻辑门和延迟元件来形成其它输出占空比。

在形成示例实施例的一个方面的布置中，图4的方法可以通过操作诸如图2中的电路200的电路来执行。在其它布置中，该方法可以使用可编程设备来执行，例如状态机、微控制器或与比较器和电容器耦合的微处理器。可以组合和操作模拟和数字电路来实施该方法。

在示例实施例的一个方面，一种用于振荡器的布置包括：第一比较器，其耦合到由电流源充电的电容器；第二比较器，其耦合到电容器，并且其具有比第一比较器高的功率和更短的延迟时间；第一参考电压，其耦合到第一比较器；以及第二参考电压，其不同于耦合到第二比较器的第一参考电压。电容器耦合到电流源并被充电，直到电容器处的电压超过第一参考电压，并且第一比较器的输出变为有效。第一比较器的输出使能第二比较器。电容器继续充电，直到电容器处的电压超过第二参考电压并且第二比较器的输出变为有效。

第二比较器的输出切换触发器，导致振荡器的输出信号的切换。耦合到第二比较器的输出的放电电路然后使电容器放电。电阻器网络形成第一参考电压参考和第二参考电压，并包括温度补偿电阻器。该布置的振荡器在很宽的操作温度范围内具有最小的频率漂移。使用第一比较器(低功率比较器)，同时在使能第二比较器(较高功率的比较器)之前对电容器充电，可以降低振荡器的总功耗。

在所描述的示例中，一种装置包括：电容器，其经耦合以在第一端子处接收电流并且具有耦合到接地的第二端子；第一比较器，其耦合到电容器的第一端子处的电压并且耦合到第一参考电压；第二比较器，其耦合到电容器的第一端子处的电压并且耦合到不同于第一参考电压的第二参考电压，并且具有耦合到第一比较器的输出的使能输入；放电电路，其耦合到电容器并由第二比较器的输出使能；以及切换电路，其耦合到第二比较器的输出。

在示例实施例的另一方面，在该装置中，第一比较器是具有第一延迟时间的低功率比较器，以及第二比较器是具有比第一延迟时间更短的第二延迟时间的高功率比较器。在示例实施例的另一方面，该装置还包括电流参考源；以及第一电流镜，其耦合到电流参考源并且耦合到电容器的第一端子，其被配置为利用等于电流参考源的电流对电容器充电。

在示例实施例的又一个方面，该装置包括第二电流镜，其耦合到电流参考源并且耦合到电阻器网络，该电阻器网络被配置为输出第一参考电压和第二参考电压。在又一示例中，该装置中的电阻器网络还包括第一电阻器，该第一电阻器在第一节点处具有第二参考电压并且在第二节点处具有第一参考电压；以及温度补偿电阻，其耦合在第二节点和接地端子之间。在又一个示例中，该装置还包括温度补偿电阻，该温度补偿电阻包括：第二电阻器，其具有与绝对温度成比例的电阻；以及第三电阻器，其具有与绝对温度成反比的电阻，第二电阻器和第三电阻器并联耦合在第二节点和接地端子之间。

在又一个示例中，在该装置中，输出信号具有与电容和第一电阻器的乘积成反比的频率。在又一个示例中，在该装置中，输出信号具有大约50％的占空比。在示例实施例的又一个示例方面，电容器是金属绝缘体金属电容器。在另一个示例方面，在该装置中，电容器是可微调的。在示例实施例的一个替代方面，第一比较器和第二比较器是差分比较器。在示例实施例的又一个方面，在该装置中，切换电路响应于第二比较器的输出而输出周期输出信号。在又一个替代示例中，切换电路包括由第二比较器的输出时钟控制的触发器。

在示例实施例的另一个方面，一种集成电路包括：切换电路，其耦合到输出信号；第一比较器，其耦合到电容器处的电压和第一参考电压；第二比较器，其具有耦合到第一比较器的输出的使能输入，并且耦合到电容器处的电压和第二参考电压；电流源，其经耦合对电容器充电；放电电路，其经耦合以响应于第二比较器的输出使电容器放电；以及切换电路，其耦合到输出并且被配置为响应于第二比较器的输出而在第一电压电平和第二电压电平之间切换。

在示例实施例的又一个方面，在该集成电路中，第一比较器是具有第一延迟时间的低功率比较器，以及第二比较器是具有比第一比较器小的第二延迟时间的高功率比较器。在示例实施例的另一个方面，该集成电路还包括：第一电流镜，其耦合到电流源并且具有耦合到电阻器网络的输出。在示例实施例的又一个方面，在该集成电路中，电阻器网络还包括第一电阻器，第一电阻器在第一端子处具有第二参考电压并且在第二端子处具有第一参考电压；以及温度补偿电阻，其耦合在第二端子和接地端子之间。在示例实施例的又一个方面，在该集成电路中，温度补偿电阻还包括：第二电阻，其具有与绝对温度成比例的电阻；以及第三电阻，其具有与绝对温度成反比的电阻；第二电阻和第三电阻并联耦合在第一电阻器的第二端子和接地端子之间。

在示例实施例的另一个方面，一种用于输出周期信号的方法包括：使用来自电流源的电流对电容器充电；将电容器处的电压与第一参考电压进行比较；当电容器处的电压超过第一参考电压时，随后将电容器处的电压与高于第一参考电压的第二参考电压进行比较；当电容器处的电压超过第二参考电压时；切换输出信号并使电容器放电；以及重复该方法。

在又一个示例方面中，在上文描述的方法中，该方法包括：通过将电流源耦合到电阻器网络来提供第一参考电压和第二参考电压，该电阻器网络包括第一电阻器，其接收来自电流源的电流并且在第一端子处具有第二参考电压并且在第二端子处具有第一参考电压，并且在第二端子与接地之间并联耦合具有正温度系数的第二电阻器和具有负温度系数的第三电阻器。

在所描述的实施例中，修改是可能的，并且在权利要求的范围内，其它实施例也是可能的。

Claims (20)

1.一种装置，其包括：

电容器，其具有经耦合以接收电流的第一端子，并且具有耦合到接地的第二端子；

第一比较器，其耦合到所述电容器的所述第一端子处的电压并且耦合到第一参考电压；

第二比较器，其耦合到所述电容器的所述第一端子处的所述电压并且耦合到不同于所述第一参考电压的第二参考电压，并且具有耦合到所述第一比较器的输出的使能输入，并且具有输出；

放电电路，其耦合到所述电容器并由所述第二比较器的所述输出使能；以及

切换电路，其耦合到所述第二比较器的所述输出，并输出周期信号。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一比较器是具有第一延迟时间的低功率比较器，并且所述第二比较器是具有比所述第一延迟时间更短的第二延迟时间的高功率比较器。

3.根据权利要求1所述的装置，还包括：

电流参考源；以及

第一电流镜，其耦合到所述电流参考源并且耦合到所述电容器的所述第一端子，其被配置为利用等于所述电流参考源的电流对所述电容器充电。

4.根据权利要求3所述的装置，还包括：

第二电流镜，其耦合到所述电流参考源并且耦合到电阻器网络，所述电阻器网络被配置为输出所述第一参考电压和所述第二参考电压。

5.根据权利要求4所述的装置，其中所述电阻器网络还包括：第一电阻器，其在第一节点处具有所述第二参考电压并且在第二节点处具有所述第一参考电压；以及温度补偿电阻，其耦合在所述第二节点和接地端子之间。

6.根据权利要求5所述的装置，其中所述温度补偿电阻还包括：第二电阻器，其具有与绝对温度成比例的电阻；以及第三电阻器，其具有与绝对温度成反比的电阻；所述第二电阻器和所述第三电阻器并联耦合在所述第二节点和接地端子之间。

7.根据权利要求5所述的装置，其中所述周期信号的频率与所述电容和所述第一电阻器的乘积成反比。

8.根据权利要求1所述的装置，其中所述周期信号的占空比约为50％。

9.根据权利要求1所述的装置，其中所述电容器是金属对金属电容器。

10.根据权利要求1所述的装置，其中所述电容器是可微调的。

11.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一比较器和所述第二比较器是差分比较器。

12.根据权利要求1所述的装置，其中所述切换电路响应于所述第二比较器的所述输出，切换所述周期信号的电压电平。

13.根据权利要求12所述的装置，其中所述切换电路包括由所述第二比较器的所述输出计时的触发器。

14.一种集成电路，其包括：

切换电路，其耦合到输出信号；

第一比较器，其具有耦合到电容器处的电压和第一参考电压的输入；

第二比较器，其具有耦合到所述第一比较器的输出的使能输入，并且具有耦合到所述电容器处的所述电压和不同于所述第一参考电压的第二参考电压的输入；

电流源，其经耦合以对所述电容器充电；

放电电路，其经耦合以响应于所述第二比较器的所述输出使所述电容器放电；以及

切换电路，其耦合到输出，并被配置为响应于所述第二比较器的所述输出，在第一电压电平和第二电压电平之间切换所述输出处的信号。

15.根据权利要求14所述的集成电路，其中所述第一比较器是具有第一延迟时间的低功率比较器，并且所述第二比较器是具有小于所述第一延迟时间的第二延迟时间的高功率比较器。

16.根据权利要求14所述的集成电路，还包括：

第一电流镜，其耦合到所述电流源并且具有耦合到电阻器网络的输出。

17.根据权利要求16所述的集成电路，其中所述电阻器网络还包括：第一电阻器，其在第一端子处具有所述第二参考电压并且在第二端子处具有所述第一参考电压；以及温度补偿电阻，其耦合在所述第二端子和接地端子之间。

18.根据权利要求17所述的集成电路，其中所述温度补偿电阻还包括：第二电阻，其具有与绝对温度成比例的电阻；以及第三电阻，其具有与绝对温度成反比的电阻；所述第二电阻和所述第三电阻并联耦合在所述第一电阻器的所述第二端子和接地端子之间。

19.一种用于输出周期信号的方法，所述方法包括：

使用来自电流源的电流对电容器充电；

将所述电容器的电压与第一参考电压进行比较；

当所述电容器处的电压超过所述第一参考电压时，随后将所述电容器处的所述电压与不同于所述第一参考电压的第二参考电压进行比较；

当所述电容器处的所述电压超过所述第二参考电压时，切换输出信号并使所述电容器放电；以及

重复所述方法。

20.根据权利要求19所述的方法，还包括：

通过将电流源耦合到电阻器网络来提供所述第一参考电压和所述第二参考电压，所述电阻器网络包括第一电阻器，其接收来自所述电流源的电流并且在第一端子处具有所述第二参考电压并且在第二端子处具有所述第一参考电压，并且在所述第二端子和接地端子之间并联耦合具有正温度系数的第二电阻器和具有负温度系数的第三电阻器。